(57)【要約】  本発明は、履物の中に挿入して、足をその基準となる中間位または個人が耐えることができるその位置にできる限り近い位置に再配置することができるカスタマイズされた足矯正用中底を測定および作製するためのシステムおよび方法である。本発明は、専門医の仕事場だけでなく、小売スペース、ショッピングモール、空港などにも設置することができる一体化されたステーションにおいて特注の中底を走査、製造および販売することができる。本発明により、顧客は異なる種類の三次元走査または圧力走査装置を用いて自身の足を走査することができ、その後すぐに走査から得られた情報が半自動設計システムに送られ、そこではコンピュータプログラムおよび専用ＡＩアルゴリズムが特注の中底設計を作成する。【選択図】図１
2019510601.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
特注の靴の中底を作製するための方法であって、
移動式キオスクを用意することと、
前記移動式キオスクにおいて顧客の足を走査することと、
前記キオスクにおいて走査データを三次元印刷機に伝達することと、
前記三次元印刷機を用いて前記走査データから特注の靴の中底を印刷することと、
印刷された特注の中底を可撓性カバーで覆うことと、
前記キオスクにおいて覆われて印刷された特注の中底を切断することと、
を含む、特注の靴の中底を作製するための方法。
【請求項２】
走査工程は光学式走査機を含む、請求項１に記載の特注の靴の中底を作製するための方法。
【請求項３】
前記走査工程は圧力走査をさらに含む、請求項２に記載の特注の靴の中底を作製するための方法。
【請求項４】
前記圧力走査は静的測定である、請求項３に記載の特注の靴の中底を作製するための方法。
【請求項５】
前記圧力走査は動的測定も含む、請求項４に記載の特注の靴の中底を作製するための方法。
【請求項６】
印刷工程の進行をモニタ上に表示する工程をさらに含む、請求項１に記載の特注の靴の中底を作製するための方法。
【請求項７】
前記三次元印刷機は、中底製造方法論に関する追加情報を提供するリモートデータ記憶部に接続されており、かつ前記三次元印刷機は、印刷工程を開始する前に前記リモートデータ記憶部にアクセスして前記追加情報を得る、請求項１に記載の特注の靴の中底を作製するための方法。
【請求項８】
前記リモートデータ記憶部はクラウドである、請求項７に記載の特注の靴の中底を作製するための方法。
【請求項９】
前記追加情報は三次元印刷命令を含む、請求項７に記載の特注の靴の中底を作製するための方法。
【請求項１０】
前記追加情報は顧客情報を含む、請求項７に記載の特注の靴の中底を作製するための方法。
【請求項１１】
走査工程は、前記顧客の足の輪郭を取るために熱フィルムを使用する、請求項１に記載の特注の靴の中底を作製するための方法。
【請求項１２】
印刷動作をカスタマイズする前にグラフィカルユーザインタフェースを介して命令を入力する工程をさらに含む、請求項１に記載の特注の靴の中底を作製するための方法。
【請求項１３】
人工知能を使用して前記中底を設計する工程をさらに含む、請求項１に記載の特注の靴の中底を作製するための方法。
【請求項１４】
伝導性材料を使用して前記中底を作製することと、その後の印刷動作を向上させるために伝導性の中底から無線フィードバックを取得することとをさらに含む、請求項１に記載の特注の靴の中底を作製するための方法。
【請求項１５】
印刷工程を開始する前に前記顧客に質問表を提供することと、前記質問表からの答えを使用して前記特注の中底の選択に影響を及ぼすこととをさらに含む、請求項１に記載の特注の靴の中底を作製するための方法。
【請求項１６】
活動追跡のために前記中底の中にセンサを埋め込むことをさらに含む、請求項１に記載の特注の靴の中底を作製するための方法。
【請求項１７】
設計プロセスは、特徴マップがベースラインモデルへの修正を決定するために生成される第１段階と、前記特徴マップが走査されたデータおよび材料特性と組み合わされて前記中底の最終的な設計モデルを提供する第２段階とを含む、請求項１に記載の特注の靴の中底を作製するための方法。
【請求項１８】
設計された各対の中底について固有の光学認識コードを生成することと、指定された中底に関連する印刷ファイルを読み出すために前記中底の固有の光学認識コードを前記印刷機に割り当てることとをさらに含む、請求項１に記載の特注の靴の中底を作製するための方法。
【請求項１９】
製作プロセスが完了されるときに顧客にアラートを自動的に発行することをさらに含む、請求項１に記載の特注の靴の中底を作製するための方法。
【請求項２０】
切断工程はガイドレーザを用いて行われる、請求項１に記載の特注の靴の中底を作製するための方法。
【請求項２１】
前記ガイドレーザは印刷工程で使用される印刷機ヘッドに組み込まれている、請求項２０に記載の特注の靴の中底を作製するための方法。
【請求項２２】
走査工程および印刷工程は手持ち式装置によって制御される、請求項１に記載の特注の靴の中底を作製するための方法。
【請求項２３】
印刷工程は、ワイヤメッシュ外骨格と組み合わせられるフィラメント構造を作り出すために使用される、請求項１に記載の特注の靴の中底を作製するための方法。
【請求項２４】
特注の靴の中底を製造するための移動式キオスクであって、
床と、
前記床内に装着された走査機と、
キオスク構築物と、
前記キオスク構築物内にある三次元印刷機と、
前記走査機、前記三次元印刷機、およびリモートデータ記憶部を相互接続するネットワークであって、前記ネットワークは少なくとも１つのローカルデータ記憶部を含む、ネットワークと、
前記ネットワークが前記リモートデータ記憶部およびインターネットにアクセスすることを可能にするネットワーク接続性と、
を備える、移動式キオスクであり、
それにより、前記走査機からのデータは、特注の靴の中底を設計するために前記ローカルデータ記憶部から検索されたデータと組み合わされ、そこで、命令が前記特注の靴の中底を作製するための印刷動作を実行するために前記三次元印刷機によって受信される、移動式キオスク。
【請求項２５】
カバーと、印刷された中底が上部カバーで覆われ、次いで、自動の位置合わせと共にレーザまたはコンピュータによって制御される刃の付いた機器を用いて切断する切断ステーションとをさらに備える、請求項２４に記載の移動式キオスク。
【請求項２６】
前記印刷動作の進行を表示するためのモニタをさらに備える、請求項２４に記載の移動式キオスク。
【請求項２７】
前記走査機は光学式走査機を備える、請求項２４に記載の移動式キオスク。
【請求項２８】
前記キオスク構築物はサンプル表示ケースを含む、請求項２４に記載の移動式キオスク。
【請求項２９】
前記三次元印刷機に隣接する印刷機フィラメントフィード区画をさらに備える、請求項２５に記載の移動式キオスク。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
関連出願の相互参照
本出願は、２０１６年３月１日に出願された仮出願第６２／３０１，９２０号および非仮出願第１５／４４４，１３９号の優先権を主張するものであり、その開示内容は参照により本明細書に組み込まれる。
【背景技術】
【０００２】
本発明は一般に足矯正用中底に関する。より具体的には、本発明は、現場での評価、設計および製造により、荷重および非荷重状態で動的および静的な足の輪郭およびサイズを取得し、かつ走査の時点で付加製造（例えば３Ｄ印刷）を用いて足矯正装具を迅速に作製することによる、特注の靴、中物、中底、サンダル、フラットシューズおよび他の履物を設計および製造するための方法およびシステムに関する。
【０００３】
足の病気に罹患している患者は、外傷、疲労、生理的問題などに起因し得る軽度の痛みや不快感を和らげるために、靴インサートすなわち「中底」を求めることが多い。足痛治療医は、足底筋膜炎の症状を和らげ、かつ回内／回外の制御を改善するために単純なインサートを処方することが多い。先行技術は、足をサポートして和らげるために患者の靴の中に挿入することができる様々な装置を提供している。これらのインサートは、ゴム製もしくはシリコーン製ヒールカップから全長の粘弾性もしくはコルク製インサートまで全範囲に及ぶ。足内側アーチが高くなっているものもあれば、完全に平らなものものある。また、マグネット、ゴム要素およびゲル充填パッドなどのインサートも存在する。
【０００４】
大部分の既成の靴インサートは患者の靴のサイズに基づいて選択される。製造業者の観点からは、このようなモデルは在庫確保および価格設定の利点から理にかなっており、一般に非常に「平均的な」足の形状および輪郭に一致する限られたサイズのみが入手可能である。患者の視点からは、既成のインサートは非常に利用しやすく、待ち時間がなく、かつ最初の購入および中底の交換のコストが低いという利点がある。１つの難点は、１人として「平均的な」形状の足を有するものはおらず、足が平均的でない、すなわち標準的でない患者がフリーサイズの選択により問題に遭遇する可能性があるという点である。具体的には、これらの製品は異なる足の状態を有するが靴のサイズが同じである人々のために設計されているため、特定の補正を期待することはできない。若干カスタマイズが可能である製品であっても個々に修正できる可能性は非常に限られている。患者が症候性状態および／または生体力学的バランスの悪さの補正を必要とするときに、一般的な靴インサートにより得ることができない中足骨のアーチのために、特定のヒールウェッジまたは適切に配置されるサポートを必要とすることがある。
【０００５】
これらの欠点により医師は、患者が自身の足に関して生じた特定の問題にさらに一層対処するために特注の中底を処方し始めた。特注の矯正装具は、特定の追加補正を伴う場合もあるが、患者の足の画像から作られる個人に合わせたインサートである。そのプロセスは典型的に、石膏像、鋳型または走査装置を用いた荷重もしくは非荷重の足走査から作られる製品を必要とする。このプロセスに従って、医師は、患者の足をその足のあらゆる観察される解剖学的奇形が補償される基準となる中間位まで処置した後の患者の足の特性の取得を監督する。足が空中に浮いているときのように足に全く力が加えられていないときに非体重負荷状態が生じ、患者が起立して自身の体重を支えながら足の石膏像の作製、型取りまたは走査を行っているときに体重負荷状態が生じる。中底は、体重負荷、半体重負荷またはさらには非体重負荷下のいずれかにおける「距骨下から中間位まで」の足画像に基づいていてもよい。
【０００６】
次いで、医師は足の特性および測定値を検査室に送ってＣＮＣ、３Ｄ印刷または患者の石膏像から得られた鋳型を用いて足矯正装具を作製する。検査技師は、患者情報、医療従事者の処置の事前知識および他の経験を使用して、患者の鋳型または検査室で最終仕上げがなされる対応する矯正装具ブロックを修正して、特注の中底を医師に送り戻す。次いで、医師は中底を引き取るために診療所に再来するように患者を呼び出す。患者がほとんどまたは全く和らいでないと訴えたり不快感を訴えたりした場合には、医療従事者は患者を再評価しなければならない。矯正用中敷きの変更が必要な場合、プロセス全体を繰り返さなければならないか、矯正用中敷きをさらなる補正の指示と共に検査室に送り戻さなければならない。
【０００７】
特注の矯正装具の主な利点は、優れた個別化されたフィット感および生体力学的欠陥の個人に合わせた補正である。これらの要素は、根底にある関連する筋骨格問題の迅速適応および軽減を保証するのに役立つ。例えば、骨盤および脊椎の不十分なサポートに対処するときに、特注のフィット感により、より予測可能な応答および長期的な症状緩和が得られる。特注の矯正装具を注文するときには活動レベルや体重も考慮に入れることができる。特定の補正、非対称なポスティング（ｐｏｓｔｉｎｇ）や持ち上げおよび普通でない異常な解剖学的構造のためのサポートが求められる場合もある。これは異常性および非対称性が一般的であることが認められるときには重要になる。特注の矯正装具内に組み込まれる踵骨棘の補正により即時緩和が得られる場合が多い。
【０００８】
特注の中底を得るための上記プロセスは多大な時間を要し、かつ資源を枯渇させ、特注の矯正装具を既成の矯正装具よりも高価にさせる。中底の有効性は、生産チェーンの両端における品物の品質管理にも大きく依存する。患者にとって最も重要な欠点のうちの１つは、カスタマイズの要求に対するフィッティングと特注の中底の納品との間の長い時間差である。
【０００９】
本発明は、カスタマイズされた矯正用中底を得るプロセスにおける患者の視点からの欠点の多くを克服することを目的とする。
【発明の概要】
【００１０】
本発明は、靴、クリート、スキー、ブーツなどの履物ならびに中物、フラットシューズ、サンダルおよび他の履物の中に挿入して、足をその基準となる中間位または個人が耐えることができるその位置にできる限り近い位置に再配置することができるカスタマイズされた足矯正用中底を測定および作製するためのシステムおよび方法である。本発明は、専門医の仕事場だけでなく、小売スペース、ショッピングモール、空港などにも設置することができる一体化されたステーションにおいて特注の中底を走査、製造および販売することができる。本発明により、顧客は自身の足を異なる種類（光学式、圧力、熱など）の三次元走査または圧力走査装置を用いて走査することができ、その後すぐに走査から得られた情報は自動もしくは半自動設計システムに送られ、そこではコンピュータプログラムおよび専用ＡＩアルゴリズムが特注の中底設計を作成する。この設計は、中底の本体を付加製造することができるローカル製造システムならびに上部カバーの接着および切断動作のための専用機器に伝達される。この製造システムは、顧客からの任意の特殊命令と共に走査されたばかりの情報から特注の中底を作製する。次いで、顧客は走査を行った直後に特注の中底を受け取って自宅に持ち帰ることができる。
【００１１】
本発明のこれらおよび他の重要な利点は、本明細書に説明されている添付の図面と共に以下の本発明の詳細な説明を考慮すれば明らかであろう。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】患者のために特注の矯正用中底を作製するためのオールインワンステーションの立面斜視図である。
【図２】走査機の立面拡大斜視図である。
【図３】走査機の立面拡大斜視図である。
【図４】顧客の状態を診断するのに使用するための例示的な質問表である。
【図５】設計プロセスを支援することができる例示的な活動調査である。
【図６】走査結果を示す走査図ならびに質問表および調査入力による中底設計である。
【図７】３Ｄ印刷機ケージの立面斜視図である。
【図７Ａ】その上で中底を印刷するために使用されるトレイの拡大斜視図である。
【図８】３Ｄ印刷機ヘッドアセンブリの拡大斜視図である。
【図９Ａ】ｚ軸を検出するための印刷機コントロールパネルスイッチ機能の概略図である。
【図９Ｂ】閉鎖位置における印刷機コントロールパネルスイッチ機能の概略図である。
【図１０Ａ】印刷された中底およびカバーの側面概略図である。
【図１０Ｂ】印刷された中底およびカバーの前面概略図である。
【図１１】図１のキオスクを用いて印刷された中底の一部の拡大写真である。
【図１２】図１のキオスクを用いて矯正用中底を作製するためのプロセスのフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
産業では大量生産を使用してそれらの製品を製造し、前記何千もの製品を作製するために１つの鋳型を何度も繰り返して使用するため、同一の物理的特性を有する何千もの製品が得られる。本発明は、製品を顧客の個別化されたニーズに合わせてカスタマイズするための機器を用いて、三次元印刷を現場データと組み合わせて使用する。カスタマイズを容易かつ効率的に達成するように印刷動作を修正することができるので、三次元印刷により過度に出費することなくあらゆるカスタマイズを可能にすることができる。
【００１４】
図１は、本発明を実施するためのシステムおよび方法の第１の例示的な実施形態に対応するキオスク１０を示し、これにより顧客または患者は特注の中底または他の履物製品を作製するために、自身の足の生理機能を処理のために走査することができる。本出願では以後「中底」という用語を使用するが、当然のことながら、本発明は単なる中底以外にもより広範囲の足の手入れおよび履物製品を対象とし、そのような製品としては、中物、フラットシューズ、サンダル、インサート、矯正装具および患者の足のカスタマイズにより利益を得る他の同様のアイテムが挙げられる。第１の好ましい実施形態では、図１のキオスク１０は、図示されているようなキオスク構築物（ｍｏｎｕｍｅｎｔ）を形成するように接続または組み合わせられる厚紙または段ボール紙のシェル／ハウジングを有する要素から形成されている（但し、他の構成が可能であり、本発明の範囲に含まれる）。キオスク１０は、その中に２つの専用足走査機が組み込まれた酷使に耐える床／段１２に装着されている。第１の走査機１４は患者の足の輪郭の周りの三次元画像データおよびサイズを得るためにカメラ１３を使用する光学式走査機であってもよく、第２の走査機１６は患者の足のトポグラフィック特徴を評価するための静的および／または動的圧力測定値を得るための圧力センサ（図示せず）または他の圧力技術を使用する圧力もしくはゲル走査機であってもよい（図２）。患者は各走査機の上に立って（図３）、２つの走査機１４および１６を用いて自身の足を光学走査および圧力走査することができ、これらの走査機はキオスク内に存在するコンピュータのうちの１つに位置する中央データリポジトリにデータを送信し、そこでは前記データを最終的に同期してネットワーク接続を介してインターネットにアップロードすることができる。好ましい実施形態では、キオスク１０が同時に２人用の顧客ステーションとして動作することができるように対称構成で２つのさらなる走査機がキオスク１０の反対側に設置されている。
【００１５】
本キオスクは、顧客が非荷重試験のための測定を行っている間に座席を使用することができるように取外し可能な座席／クッション２２を含むものなど、いくつかの収納モジュール２０を備えていてもよい。走査機１４および１６から受け取った情報に基づき、三次元印刷機２４を用いて中底を現場で直接製造することができるように、キオスク１０にはそれぞれフィラメント送り出し供給モジュール２６に関連づけられたいくつかの三次元印刷機２４も備えられている。三次元印刷機２４およびフィラメント送り出し供給モジュール２６は、切断および接着ステーションと共に製品が作製される動作の製造ステージを備える。三次元印刷機２４は、印刷後の中底製造プロセスを完了させるためのカバー接着および切断のための機器を備える。キオスク１０は好ましくは、製品のサンプルを観察し、かつ顧客情報を提供することができる製品サンプル表示モジュール２８と共に形成されていてもよい。キオスク１０には製品についての事前に記録されたインフォマーシャルを再生するための複数のテレビジョンモニタ３０も備えられていてもよく、当該モニタは顧客に中底製造手順の各段階の現在のプロセスおよび状況に関する特定の情報も提供してもよい。
【００１６】
本キオスクは、段ボール紙シェルを折り曲げて三次元キオスクマルチ顧客ステーションを構築することによって組み立てられる。本キオスクの大部分は厚い段ボール紙を用いて構築されるので、平らにして輸送することができためその輸送は容易であり、かつその構成部材を素早く折って所定の場所に併合することができるため組立ては簡単である。各キオスクは持ち運び可能であるように構成されており、標準的な貨物輸送用コンテナで出荷される。
【００１７】
当該走査機および印刷機は、タブレット、スマートフォンまたはコマンドを本システムの各種要素に中継することができる他の手持ち式装置によって制御されてもよい。タブレットまたはスマートフォンは好ましくは、患者の足の走査の開始、データ記憶部またはリモートサーバからの患者情報の呼び出しまたは格納、クレジットカード購入、請求書作成オプション、船積み指図書などの取引すなわち商業的動作の実行および関連する手順などのタスクを行うことができるグラフィカルユーザインタフェースを含むアプリケーションを実行する。オペレータは、ユーザ名およびパスワードを用いて本システムにログインして、特注の中底を作製するプロセスにおいて各種動作を実施することができる。グラフィカルユーザインタフェースは、走査機／カメラの画像および印刷動作の進行を表示するための表示装置も備えていてもよい。その情報は、機密情報を動作表示のためにのみ保持することができるようにテレビジョンモニタ３０上で入手可能であるが、完全な中底３Ｄ設計および足走査などの他の情報は患者に利用可能であってもよい。
【００１８】
第１の好ましい実施形態は、各種専用三次元走査機を使用して、静的および動的圧力プロファイルの両方を含むことができる顧客の足の三次元走査を生成する。他の実施形態は、熱フィルム型取り技術を使用して顧客の足のプロファイルを生成する。コントロールパネル入力により、顧客の個人情報、走査が左足のためのものであるか右足のためのものであるか、男性のためのものであるか女性のためのものであるか、顧客の年齢などの特定の情報を本システムに入力することができる。コントロールパネルは、全ての走査で得られた走査画像の使用をオペレータに解放するか、研究およびさらなる製品改良のために画像の所有権をオペレータに授けるように顧客に依頼してもよい。プロセスのこの段階で入力される情報は、最終製品を達成するために必要な三次元幾何学的形状の命令および特殊処理の作成のために、特殊な人工知能（「ＡＩ」）設計システムによって統計データおよび他の汎用データと共に後で使用される。
【００１９】
図４は、オペレータが中底をカスタマイズするのをさらに支援するために顧客が答えることができる質問表を描写している。この質問表から集められたデータは、顧客が緩和を求めている場所および顧客が有し得る現在の問題が何であるかについてプログラムをガイドするのに役立つ。また情報により、半自動のＡＩ設計システムおよび／またはオペレータが中底モデルの補正または修正箇所を選択するのを支援してもよい。さらに、その答えは顧客のニーズおよび足の種類に応じた部品または調整を提案してもよい。好ましい実施形態では、そのデータは、集められたデータから特徴および中底に対する解決法を予測するためのインテリジェント学習アルゴリズムの中に組み込まれる。
【００２０】
図５は、ユーザに関する情報および中底が使用される条件をさらに集めるために使用することができる活動調査を描写している。この情報は、どの靴ブランドおよびブランドモデルを顧客が着用しているか、ならびに顧客の目的とするスポーツおよび活動を理解するのに役立つ。足の走査されたデータおよび顧客から提供された情報を使用して、顧客および顧客の足の包括的評価を完了してもよい。中底が現場外で設計されるときに、これはＣＡＤ自動設計システムが顧客の足の評価を見て理解するのに役立つ。この足データの全てを使用して、どの中底の種類、サイズおよび処置が顧客のニーズに最も適しているかを決定する。
【００２１】
足の評価および走査プロセス後に、提示された事実およびデータに基づいて説明および同意による購入決定を行うために顧客を呼び寄せてもよい。材料、調整可能なモジュラー中底フィッティングキット、熱成形可能な中底および／または切削加工もしくは３Ｄ印刷される完全特注の矯正用中底などの様々な製品の種類を提供してもよい。完全特注の中底が選択された場合、従来のＥＶＡフォームを用いて作製し、１週間から２週間で顧客に郵送することができる。あるいは、特注の３Ｄ印刷された中底を現場で作製して顧客が待っている間に準備することができる。顧客が特殊な注文をしたり現場外での製造を必要とする複数単位を注文したりしない限り、３Ｄ印刷された中底は典型的に店内で作製される。
【００２２】
また顧客は、可撓性材料（炭素、ナイロン、ケブラー）と一緒に３Ｄ印刷される充填物材料、力および剪断圧力測定を可能にする印刷された中底内への６軸力センサ／圧力センサの配置、圧縮モデルのデータマイニング、歩行周期および応力決定を可能にするスマートフォン一体化および活動追跡無線通信プロトコルのために埋め込まれるセンサ、および動的な荷重足走査機から得られる形状および力の一致を可能にするための伝導性印刷構造設計アルゴリズムなどの、よりカスタマイズされる活動特有の設計および技術を選択してもよい。本キオスクからの圧力プロファイルを使用して、三次元印刷された伝導性の中底／中物からの無線フィードバックを可能にする本キオスク上で印刷される着用可能な伝導性の中底システムの較正を支援することもできる。
【００２３】
走査が開始されると、ワークステーション１８内の主コンピュータシステム上で実行される専用コンピュータプログラムによって三次元ファイルおよび圧力ファイルが生成される。次いで、表示装置を選択して、Ｔｈｒｅｅ．ｊｓライブラリーなどのライブラリーで動く例えばＷｅｂＧＬ  ３Ｄビューアなどのビューアを作動させることができる。このビューアは、ユーザの足によって加えられる圧力／３Ｄデータの１つ以上のカラー画像を表示し、ユーザの足の様々な状態について最も高い発生率で圧力が生じる場所を顧客に示すためのものである。例えば、アーチの長さ、踵に対する最大圧力ならびに高圧力および低圧力の一般的な領域をデータから容易に目で見ることができ、訓練を受けた医学的技術者は、特定のアーチの種類ならびに顧客の足に関するいくつかの観察（限定されるものではないが、回内、回外および体重配分など）などのさらなる情報を識別する。他の特徴としては、自動の足検出、奥行きのカラー化、正しいキャリブレーションが行われなかった走査活動の検出、３Ｄ動的ビュー制御（照明、パン、チルト、ズームなど）、足の力の３Ｄ視覚表示、自動のファイルスムージングおよび処理、踵、足の前部、中足骨、足の長さおよびアーチの高さの検出および測定、ゲル変位アルゴリズムを用いた体重および圧力の測定、自動の製品および処置の推奨、カスタマイズのために準備された中底ベースラインモデルの自動生成、およびＥメールおよび安全なＵＲＬを有する他のオンラインソーシャルメディア手段を介した足の形状の共有が挙げられる。走査機１４および１６は、足の状態および履物のフィッティングに関連するデータ分析のために後で使用することができる足全体の情報（足表面からだけでない）を集めることもできる。
【００２４】
注文が入ると、当該プロセスは半自動のＡＩ  ＣＡＤ中底設計システムに移行して設計ファイルを完成させる。中底設計プロセスは、少なくとも２つの設計段階、すなわち特徴選択と、３Ｄ／圧力データと組み合わせた特徴適用とからなる。第１段階では、半自動のＡＩを用いたシステムは、中底プロファイルを示す図６に描写されているような特徴マップを生成し、そこでは特定の３Ｄ走査データ特性が顧客特有の製品に変換される。このマップは、一つには歩調パターンを均衡させ、かつ／または圧力再分配を変更するために、走査データおよび顧客によって提供されたデータに基づいて具体的に設計される製品を作製するためのトポグラフィック情報および材料データを含む。第２段階では、特徴マップを測定／圧力データ、靴鋳型の輪郭および製品の種類および材料特性と組み合わせて中底の最終的な３Ｄ  ＣＡＤモデルを提供する。入力のいくつかとしては、
・注文部からのモデルの種類、材料、上部カバーおよび追加特徴の入力、
・靴のサイズおよび走査データに基づくブランドソール形状（輪郭の切断および形状）、
・足および靴の調査から得られたデータに基づく任意のさらなる中底の修正、
・中底の基本的なサイズに基づく速度および密度、
・足および靴データに基づく中底ブランドの種類およびサイズの確認または編集、ならびに
・アーチ、踵、足の前部および足指の領域のための中底形状補正の追加／修正、および足の向きおよび健康状態を補正するのに役立てるための修正の追加／編集
が挙げられる。
【００２５】
中底設計が完成した後、ＣＡＤ設計は自動的あるいはオペレータの助けを借りて、３Ｄ印刷のためにエクスポートされる。「スライシング」として知られているこのプロセスは、中底の修正および設定をＧコードなどの低水準機械命令の最終的な印刷可能なセットに変換する。三次元印刷は、以下の利点および能力：
・注文および追加された特徴詳細と共に足、靴および痛み調査によって定められる特徴に基づく的を絞ったサポート、
・中底の底または側面への顧客名および注文番号または他のテキストまたは設計特徴の自動挿入、
・複数の専売材料および密度、
・より大きなサポートのために追加される密度／強度、
・特定の領域をオフセットする（足の前部を下げる）ための密度の減少、
・靴の周りに構築される密度構造、活動および顧客の歩行周期、
・バイオメトリックな内部高密度サポートメッシュ、
・製品期間をより高価格の材料およびより長い印刷時間により延長可能であること、
・特徴の変化および推移を描写するためのフィラメントの色の変化の使用、ならびに
・充填フィラメント構造と組み合わせた外部ワイヤメッシュ外骨格による、高速、高サポート、高強度材料と共に使用するのによく適した設計技術の提供
を与える。
【００２６】
スライシングプロセスは、使用される材料の特質および３Ｄ特徴に合わせられ、アプリケーション内に一体化されている。この目的のために、標準または特注で開発されたスライシングルーチンのいずれかが使用される。スライシングは、印刷とカバー切断との間の位置合わせプロセスを支援するためのいくつかの標的マークも追加する。
【００２７】
低水準機械命令が生成された後に、専用ラベル印刷機はＱＲもしくは同様の光学認識コードを有するステッカー６０を発行する。このステッカー６０は１つまたは対の中底のための印刷トレイ６２内に配置されており、特定の３Ｄ設計の参照コードおよびスライスされた低命令機械コードを含む。全ての印刷ユニットは、トレイ６２上のＱＲコードを認識してワークステーション内の集中型リポジトリから印刷される適当なファイルを受信する光学認識システムを有する。当該ファイルがキオスク１０内ではローカルで見つからない場合、そのファイルが生成されたキオスクまたは任意の他のキオスクステーションで患者の中底の印刷を可能にするクラウドにおいて特定のファイルのオンライン検索が行われる。
【００２８】
ファイルを印刷するために、オペレータはトレイ６２を印刷ユニット６４（図７）の中に入れて印刷ジョブを開始するだけでよい。現在の印刷状況に関する情報および発行されたＱＲコードは、頭上の表示装置３０またはスマートフォンまたはタブレットなどの本キオスクとインタフェース接続することができる任意のシステムのいずれかを用いて監視される。顧客は印刷プロセスに関する通知を受信することもできるため、顧客は本キオスクが設置されている環境内で他の活動を行うことができ、あるいは、印刷プロセスが完了することを知らせるアラートを受信するとすぐにそこに再び戻る。このアラートは、Ｅメール、ＳＭＳ通知、インスタントメッセージまたはこの目的のための他の専用通信の形態で届く可能性がある。顧客がリアルタイムで進行を見ることができるように印刷の進行もモニタ３０上に表示され、好ましい実施形態では、その進行はインターネットフィードなどを用いて進行を記録するカメラのデジタルフィードにアクセスすることによって見ることができる。
【００２９】
印刷ユニット６４は、印刷機に２つの中底を同時に印刷させることができる、Ｘ、ＹおよびＺ方向に移動することができるいくつかの独立したヘッド６８を備える。専用コンピュータシステムは、低水準機械命令コードをマルチヘッド印刷ユニット６４に流し、作業の同期を行い続ける。全てのヘッド６８（図８）はＱＲコードの光学認識のためのそれ自体のカメラ７０および印刷機の移動を操作するためのコントロールパネル７２を有する。水冷却システム７４は適切なフィラメント温度を保証し、駆動モータ７６は、印刷ユニット６４のレールを横切る印刷機ヘッドに原動力を与える。ベッドのレベリングを認識し、ベッドの凹凸を補償するために、プローブシステム７８がプリントヘッドの下に装着されている。図９Ａおよび図９Ｂに示されているように、印刷機ヘッド６８のプローブ７８がコントロールパネル８０に接続されており、電圧源に接続されている。図９Ｂに示されているようにプローブがベッドに接触するときに、コントロールパネルは電圧源がベッド８２に接続した際に回路の閉鎖を検出し、このようにして当該ベッドのレベルが設定され、かつｚ軸が確立される。
【００３０】
全ての印刷ヘッドは、好ましくは印刷のオフセットに対するカメラのオフセット（切断部の位置合わせのために使用される）、ベッドのレベリングセンサの較正、温度および／またはノズル直径の補償などの全てのその較正および構成パラメータと共にシリアルナンバーを含む。印刷ヘッド内のコンピュータシステムは、オンにされるときに、そのシリアルナンバーに基づく本キオスクのローカルデータベースまたはクラウドのいずれかからその構成パラメータを受信し、迅速な交換を可能にする。
【００３１】
中底の３Ｄ本体８４が印刷された後（図１１）、可撓性カバー９０が中底の上に配置される（図１０Ａおよび図１０Ｂ）。配置される特定のカバーは印刷前プロセスにおいて選択される。カバー９０は本キオスク内の専用接着ステーションに入り、そこでは３Ｄ印刷された中底の上に適当な接着剤が塗布される。この接着ステーションを手動あるいは専用ロボットアーム／システムによって操作して、中底本体と上部カバーとの正しい接着を行うことができる。
【００３２】
カバーを接着した後、その輪郭を外側の中底輪郭に合わせて可能限り正確に切断しなければならない。上部カバーのトリミングプロセスでは高い正確性が必要とされるため、手動での切断が必ずしも適切であるとは限らず、中底最終仕上げ品質はオペレータのスキルによって大きな影響を受ける。この問題を多少なりとも解決するために、印刷機ユニット内またはそこに隣接して、専用ナイフ／レーザ切断ユニット９９が設けられている。好ましい実施形態では、レーザユニット９９は印刷機ヘッド６８の上に装着されており、印刷機ヘッドと同じプロセッサによってガイドされ、モータ７６によって駆動される。すなわち、レーザは中底の輪郭の周りを移動して、中底を印刷するために使用される同じ命令セットによってガイドされる正確な方法で中底およびカバーを切断する。あるいは、レーザは独自のモータ１０１によって駆動される独立型部品として印刷機ヘッド６８とは別個に装着することができる（図１０Ａおよび図１０Ｂ）。後者の場合、切断ステーションは印刷ステーションと同様であるが、レーザ機構または他の切断機器は印刷機ヘッドを置き換え、カバーおよび中底の過剰な材料をトリムして製造プロセスを完了させる。
【００３３】
中底の周囲を正確に切断するために、切断システムは、
ａ）切断されるモデルを特定する工程、
ｂ）ベッド８２上の釘（図示せず）の上に装着されるトレイ位置合わせ穴６９を用いて３Ｄ印刷される部分をそれ自体の基準系と位置合わせする工程、
ｃ）任意に高い温度を用い、レーザまたは専用刃のいずれかを用いて実際のトリミングプロセスを行う工程
を行わなければならない。
【００３４】
工程ａ）では、トレイ内のＱＲコードを使用する。従って、切断システムのための印刷ヘッドは光学式画像認識ハードウェアを備えたカメラも内蔵している。工程ｂ）では、印刷ユニットと切断ユニットの基準系とを位置合わせすることができるように、専用マークを３Ｄ印刷プロセスの一部として中底プラットフォーム上に印刷する。工程ｃ）では、ＣＮＣ制御システムを専用スライサー／輪郭生成システムによって生成される輪郭によってガイドする。
【００３５】
カスタマイズプロセスの一部として、顧客は所定の材料オプションからカバーまたは部品を選択してもよい。販売員、検査技師または顧客は、接着剤を選択するかさらなる輪郭削りまたは形状修正のために調整可能な部品を付け替えることができる。印刷された部品を予め作製された中底シェルに接着または貼り付けることができる。顧客フィードバックを考慮して、中底の再形成または再作製を完了させることができる。最終ファイルを保存してオンライン顧客プロファイルにアップロードすることができ、顧客は今後の使用のために中底の３Ｄ形状ファイルまたは足形状ファイルを購入するためのオプションを有する。
【００３６】
顧客は専用アプリケーションおよび／またはウェブベースのシステムを用いて、中底または矯正装具を着用した後にフィードバックを送ってもよい。このフィードバックは特定の患者のための今後の設計に組み込まれると共に、顧客のニーズをより十分に予測してより良好に機能することができるように、今後の製品のために設計を修正するためのＡＩプログラミングに使用される。
【００３７】
図１２は、本発明の中底の走査、設計、印刷および注文の方法を示すフローチャートである。工程４００では、ショッピングモール、百貨店、空港、靴店または本発明によって顧客が接客される他の場所などの顧客が多く集まる領域で、キオスク１０が解梱されて組み立てられる。工程４０５、４０６および４０７ではそれぞれ、顧客は、走査機が設置され、かつ顧客の足の２Ｄ、３Ｄおよび／または圧力走査が行われる本キオスクのプラットフォームに足を載せる。走査の結果はデジタル化されて本発明のために開発されたソフトウェアによって分析することができるファイルに保存される。
【００３８】
次いで、顧客は工程４１０での本キオスクの評価領域に進み、顧客は工程４１５において質問表および／または活動調査に答え、工程４１６では嗜好または健康状態を確認することができ、これらは中底の設計に役立つ。工程４１０において顧客から提供されたデータおよび工程４００から得られた走査結果を工程４２０において設計プログラムの中に１つにまとめ、これにより工程４２５においてＣＡＤ設計を行い、かつそれらの設計を工程４２６において中底の即時印刷のために印刷機ステーションと通信することができるスライスまたはＧＣＯＤＥなどの印刷機コード言語に変換する。これらの命令はステッカー上に刻印することができる固有のＱＲまたは他の光学式コードにも割り当てられ、次いで、これを印刷機ヘッドのカメラによって読み込むことができるトレイ上に置かれる。次いで、印刷機はＱＲコードまたは他の光学式コードに基づいて、ローカルまたはリモートに（またはクラウドに）格納されていてもよい中底のための命令を読み出す。
【００３９】
印刷機は命令を読み出し、工程４３０において、印刷動作の進行を本キオスク上のモニタ３０あるいはスマートフォンまたは他の手持ち式装置またはインターネットを使った装置によって読み出すことができるオンラインフィードに表示しながら中底を印刷し始める。工程４３５では、顧客（印刷動作中に買い物していてもよい）が中底を引き取りに来ることができるように、印刷プロセスが完了するときにＥメール、ＳＭＳテキストメッセージ、ｉＭｅｓｓａｇｅまたは他の電子メッセージによってアラートが顧客に送信される。顧客は、注文情報によって提供される特殊なコードあるいは受け取りによって提供されるＱＲコード（または他の識別子）を用いて、工程４３６において特注の形状および設計を有するさらなる中底をオンラインで注文するための機会も与えられる。
【００４０】
先の説明および以下の図版は例解的かつ例示的であることを意図されているが、限定的であることは意図されていない。当業者であれば、先の例に対する多くの修正および置き換えを容易に認識および理解し、本発明は全てのそのような修正および置き換えを含むことが意図されている。従って本発明の広さを解釈するために、具体的にそのようなものとして特徴づけられていない限り本明細書内の何物も本発明を限定するものとしてみなされるべきではない。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図７Ａ】
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【図８】
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【図９Ａ】
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【図９Ｂ】
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【図１０Ａ】
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【図１０Ｂ】
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【図１１】
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【図１２】
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【国際調査報告】
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